Пожалуй нет в космосе объекта таинственнее, чем белая дыра. Существование этого экзотического тела пока никак и никем не подтверждено. Оно существует только в расчетах физиков и математиков. Которые верят, что где-то во Вселенной белые дыры действительно существуют…
Но для начала давайте вспомним, что такое черная дыра. Нет, это не Сколково😀. И не круг в центре мишени. Это невероятно тяжелый космические объект, который очень любят самые жесткие астрофизики и им сочувствующие. Черные дыры – это невероятно плотные точки в космосе. Они имеют настолько сильную гравитацию, что даже самая быстрая вещь во Вселенной, свет, не может от них ускользнуть. Образовываются черные дыры, как правило, из останков звезды, которая превратилась в сверхновую. И разбросала при этом свои тяжелые металлы по космосу. Которые теперь составляют некоторые важные компоненты, скажем, Вашего смартфона. Да, Ваш телефон сделан из звезд.
Нуклеосинтез
Но только самые плотные из звезд становятся черными дырами. В процессе борьбы излучения (выталкивания) с гравитацией (притяжением) особенно плотные звезды сжигают не только водород и гелий, как наше Солнце. Но и другие элементы. И синтезируют новые. Вплоть до железа. Это процесс называется нуклеосинтез. Синтез элементов тяжелее железа энергетически невыгоден. Поэтому, когда запасы топлива заканчиваются, гравитация в конечном итоге побеждает. Звезда внезапно всасывает все что есть внутрь себя, и происходит Биг Бадабум («Лилу Даллас, мультипаспорт» – это для тех кто понял😀).
В итоге мы получаем бесконечно плотную точку, называемую «сингулярность». Она окружена горизонтом событий, и имеет весьма специфическую внешность, которую ученые впервые смогли «увидеть» лишь в 2019 году. Гравитация черных дыр настолько сильна, что искажает даже пространство-время вокруг себя. И излучает рябь, напоминающую ударную волну, называемую «гравитационными волнами».
Итак, вернемся к теме сегодняшней статьи. Так что же такое «белая дыра»? Что ж, это полностью теоретические противоположные черных дыр. Они испускают все, но ничего не поглощают. Существуют они пока, как говорилось выше, только на бумаге. И никогда не наблюдались. Но если они действительно существуют, то могли бы помочь решить некоторые из наиболее раздражающих проблем физики. И даже объяснить существование загадочной субстанции – «темной материи».
Когда что-то попадает в черную дыру, оно обречено. Частицы, энергия и т. д. (по сути, любая информация) останется в этой ловушке навсегда. Кроме, возможно, излучения Хокинга. Оно возникает тогда, когда одна виртуальная частица из квантовой пары частиц рождается снаружи горизонта событий черной дыры.
Белая дыра – это «противоположность» черной дыре. В том смысле, что она постоянно излучает информацию и энергию. И в нее ничего не может войти. Но возникает вопрос: если белые дыры постоянно испускают все, что содержат, но при этом ничего не может попасть внутрь, как они вообще что-нибудь содержат?
Пространство-время
Один из важнейших выводов общей теории относительности Эйнштейна 1915 года (которую мы все еще пытаемся осмыслить более 100 лет), заключается в том, что космос – это не какая-то картонная коробка с нарисованными на ней планетами и звездами. На самом деле все объекты в космосе «меняют пространство». То есть влияют на тот фон, в котором находятся. Пространство-время – это гибкий, похожий на ткань материал. Он может деформироваться, изгибаться, закручиваться и т. д. Все объекты в космосе взаимодействуют и изменяют друг друга. Поэтому само пространство-время эволюционирует, как и его объекты. Информация может изменять форму, рассеиваться, объединяться, но в конечном итоге никогда не уничтожается.
Итак, откуда же на конец берется белая дыра? Именно так может сказать утомленный прочитанными буквами читатель. Что же. Хм. Тут такое дело. В общем так: когда-то эти объекты вполне могли быть черными дырами.
Белая дыра
Почему бы и нет. Представьте себе, что какая-то черная дыра стала в итоге настолько плотной, что каким-то образом «перевернулась» и начать выбрасывать информацию? Математика говорит, что это возможно. Если немного поиграть с некоторыми значениями, то черные дыры вполне себе «инвертируются» в белые.
И такие вещи уже могли произойти. Но не с такими сверхмассивными черными дырами, подобными той, что находится в центре нашей Галактики. А с черными дырами меньшего размера, которые появились после взрывов сверхновых на ранних стадиях развития Вселенной. Как это ни странно, но именно эти невидимые белые дыры, которые излучают длины волн короче любого света (и, следовательно, невидимые), могут быть той загадочной субстанцией, которую называют «темной материей». Масса которой составляет 27% от всей массы материи во Вселенной.
Возможно, через триллионы лет, Вселенная будет населена лишь старыми черными дырами, медленно умирающими из-за излучения Хокинга. Но иногда они будут превращаться из черных дыр в белые. Однако белые дыры не могут существовать долго. И будут не шире человеческого волоса по размерам. Ради кратковременной угасающей искры они выпустят все, чем когда-то были.
И это будет более яркий альтернативный конец жизни давно умершей звезды.